理解CPU调度：基本概念、并行并发与时机

在"操作系统-5.1-CPU调度基本概念1"中，课程深入探讨了操作系统中的核心概念——CPU调度。首先，我们了解到引入多任务处理（multitasking）的主要原因是为了解决传统串行执行方式下CPU资源的浪费问题。在程序执行中，当遇到CPU执行（CPU burst）与I/O操作交替的情况时，如果没有有效的调度，CPU会因I/O操作而闲置，造成CPU资源的浪费。这促使了对调度技术的需求，以实现多任务以高效并发的方式运行。 课程的核心内容包括以下几个部分： 1. **调度基本概念**： - 课程从多任务处理的需求背景出发，解释了为何需要引入并行和并发的概念。这涉及到理解CPU burst期间如何通过调度机制让其他任务占用CPU，从而避免资源闲置。 - 通过分析实际场景，强调了调度的必要性，尤其是在现代操作系统中，它能够确保多个任务在有限的硬件资源下更有效地协作。 2. **并行与并发**： - 并行和并发是两个重要的概念，它们描述了在同一时间点上执行多个任务的能力。并行是指在同一时刻多个独立的硬件部件（如多个处理器核心）同时执行不同的任务，而并发则是指多个任务在逻辑上同时运行，尽管可能在物理上交替执行。 - 课程会区分并行和并发，并讨论它们在CPU调度中的应用，以及如何利用这些概念来提升系统性能。 3. **调度时机**： - 这一部分会讨论何时进行任务切换（也称作上下文切换），例如，当一个任务完成、等待I/O操作或者响应优先级改变时。理解调度时机对于减少系统开销、优化任务响应时间和整体系统效率至关重要。 4. **CPU调度器构成**： - 课程将深入解析CPU调度器的组成，包括其主要组件（如调度算法、任务队列等）以及它们如何协同工作，以确定下一个要执行的任务。 本章节内容围绕着操作系统中CPU调度的核心原理和技术，旨在帮助学习者掌握如何在复杂的计算环境中合理安排任务执行，以实现资源的最大化利用和系统的高效运作。